新型吸声材料对变电站低频噪声降噪机制的研究

摘要

目前，变电站降噪用吸声材料有很多种类，它们本身存在一些缺陷，如抗压性不够、耐热性不高等，都不能满足变电站的降噪需求。随着可持续发展的进行，工业固体废弃物得到了越来越多的关注，而其作为变电站吸声材料制备原料的可能性也受到广泛研究。本文研究目的在于利用改性后的粉煤灰为主要原料制备一种新型吸声材料探究其吸声性能。 本文以粉煤灰为主要原料，选取一种适宜的化学改性剂，在超声波条件下，设置温度与时间两个因素的正交实验，得出超声波联合化学改性的最佳条件。并以改性后的粉煤灰为主要原料，草木灰为发泡剂，高岭土为粘结剂，研究其制作吸声材料的最佳配比，并进行制备。最后比较在不同烧结温度、不同烧结时间、不同成型压力下制备的材料的吸声性能，探究三个因素对吸声材料性能的影响。 实验结果表明超声波联合碱改性是最佳改性方法，能使得粉煤灰有更大的比表面积和较小的孔径。控制烧结温度，对比制得样品的吸声系数和扫描电镜图像，可以发现样品随着制备的烧结温度的升高出现先提高后降低的趋势。控制烧结时间，对比制得样品的吸声性能发现随着样品制备的烧结时间的升高而出现提高的趋势，但当烧结时间超过5h后趋势不明显。控制成型压力，对比制得样品的吸声性能发现随着成型压力的增大出现先增大再减小的趋势。得到最佳条件为成型压力为2Mpa，烧结温度为1100℃，烧结持续时间为5h。根据探究结果确定最适宜条件制备出成品，测得成品的体积密度平均值为0.93g/cm3 ，抗压强度约为1.2Mpa，孔隙率平均值为60%左右。样品在低频段平均吸声系数约为0.373，整体平均吸声系数约为0.502。最后从多孔材料的降噪机理和吸声原理两方面介绍了多孔吸声材料起到吸声作用的原理。

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Abstract

第1章 绪 论

1.1 课题研究背景

1.2 国内外研究现状

1.2.1 变电站噪声排放标准

1.2.2 变电站噪声特性

1.2.3 变电站降噪材料

1.2.4 变电站吸声材料

1.3 影响吸声性能的因素

1.4 粉煤灰及其改性概述

1.4.1 粉煤灰的产生途径及研究意义

1.4.2 粉煤灰的性质

1.4.3 粉煤灰的综合利用

1.4.4 粉煤灰的改性

1.5 研究目的及内容

1.5.1 本文研究目的

1.5.2 本文研究内容

第2章 研究方法与吸声性能评价指标

2.1 课题研究思路

2.2 实验仪器

2.2 实验试剂

2.2.1 实验材料

2.2.2 实验试剂

2.3 实验方案及步骤

2.3.1 实验方案

2.3.2 粉煤灰改性实验步骤

2.3.3 制备吸声材料工艺方案

2.4 吸声材料性能指标及测定步骤

2.4.1 孔隙率

2.4.2 材料密度

2.4.3 材料吸声系数

2.4.4 材料抗压强度

2.4.5 多孔吸声材料孔径

2.5 小结

第3章 粉煤灰的最佳改性条件实验

3.1 粉煤灰的筛选

3.2 化学改性剂的选择

3.2.1 酸改性

3.2.2 碱改性

3.3 超声波改性

3.3.1 超声波联合酸改性

3.3.2 超声波联合碱改性

3.3.3 对比结果分析

3.4 SEM分析

3.5 小结

第4章 吸声材料的制备及其吸声性能评价

4.1 吸声材料的制备

4.1.1 配方实验

4.1.2 吸声系数测定分析

4.2 烧结温度的影响

4.3 烧结时间的影响

4.4 成型压力对吸声性能的影响

4.5 多孔吸声材料制备工艺

4.5.1 制备工艺必要条件

4.5.2 工艺方案

4.6 小结

第5章 多孔材料降噪机制

5.1 降噪措施

5.2 多孔吸声材料吸声原理

5.3 小结

第6章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间主要成果

致谢